溫、濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法參考1常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)存在的問題目前實(shí)現(xiàn)夏季室內(nèi)熱濕環(huán)境控制的空調(diào)方式主要可以分為兩大類：分散獨(dú)立地安裝于需要空調(diào)場所的“房間空調(diào)器”和集中設(shè)置冷源、以水或空氣作為媒介輸配冷量的“中央空調(diào)”系統(tǒng)。無論哪一種方式，都是通過向室內(nèi)送入經(jīng)降溫、除濕的空氣，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫、濕度的控制。這種溫度、濕度統(tǒng)一控制的空調(diào)系統(tǒng)不可避免的存在以下問題。大多數(shù)空調(diào)系統(tǒng)采用使空氣通過冷表面對其進(jìn)行降溫減濕，這種冷凝除濕的方式為滿足除濕的要求，需要7~12℃的冷源，利用此冷源同時(shí)處理占總負(fù)荷50~70%的顯熱，而后者只需17~20℃的冷源。采用同一低溫的冷源處理顯熱和潛熱，導(dǎo)致制冷機(jī)的COP（性能系數(shù)）低，造成能量品位的浪費(fèi)。且冷凝除濕后的空氣溫度往往低于要求的送風(fēng)溫度，還需再次加熱將空氣處理到適宜的送風(fēng)溫度，浪費(fèi)大量熱量和冷量。冷凝除濕的方式，導(dǎo)致系統(tǒng)中的冷表面成為潮濕表面甚至產(chǎn)生積水?？照{(diào)停止運(yùn)行后，這樣的潮濕表面就成為霉菌繁殖的溫床，嚴(yán)重影響室內(nèi)空氣品質(zhì)，空調(diào)系統(tǒng)繁殖和傳播霉菌成為空調(diào)可能引起的健康問題的重要原因。加大室外新風(fēng)量是排除室內(nèi)VOC（揮發(fā)性有機(jī)混合物），降低室內(nèi)CO2濃度，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量最有效的措施。而大量引入室外空氣就需要消耗大量冷量（在冬季為熱量）實(shí)現(xiàn)對室外空氣的降溫除濕（或加熱加濕）處理。當(dāng)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能較好，室內(nèi)發(fā)熱量不大時(shí)，處理室外空氣需要的冷量可達(dá)總冷量的一半或一半以上。要進(jìn)一步加大室外新風(fēng)量，就往往意味著加大空調(diào)能耗。對于大多數(shù)傳統(tǒng)空調(diào)方式，很難找到有效解決這一矛盾的措施。實(shí)際的建筑物，顯熱隨氣候、室內(nèi)設(shè)備狀況等的不同發(fā)生變化，產(chǎn)濕量隨著室內(nèi)人數(shù)變化而變化，實(shí)際室內(nèi)顯熱、潛熱負(fù)荷比在很大范圍內(nèi)變化。而傳統(tǒng)空調(diào)通過冷凝除濕處理后的空氣，其吸收的潛熱、顯熱比只能在一定范圍內(nèi)變化，很難適應(yīng)實(shí)際室內(nèi)的熱濕比；對于這種情況，一般犧牲對濕度的控制，而僅滿足室內(nèi)溫度的要求，或者造成室內(nèi)相對濕度過高不舒適，需要降低室溫而引起能耗不必要的增加，或造成室內(nèi)相對濕度過低而使室外新風(fēng)處理能耗增加。傳統(tǒng)的全空氣空調(diào)系統(tǒng)，送風(fēng)溫度不能過低，從而需要較大的循環(huán)通風(fēng)量。這就往往造成室內(nèi)很大的空氣流動(dòng)，使居住者產(chǎn)生不適的吹風(fēng)感。為減少這種吹風(fēng)感，就要通過改進(jìn)送風(fēng)口的位置和形式來改善室內(nèi)氣流組織，這往往要在室內(nèi)布置風(fēng)道，從而降低室內(nèi)凈高或加大樓層間距。很大的通風(fēng)量還很容易引起空氣噪聲，并且難以有效消除。在冬季，為了避免吹風(fēng)感，即使安裝了空調(diào)系統(tǒng)，也往往不使用熱風(fēng)，而通過另外的暖氣系統(tǒng)通過采暖散熱器供熱。這樣就導(dǎo)致室內(nèi)重復(fù)安裝兩套環(huán)境控制系統(tǒng)，分別供冬夏使用，占用空間，造成資源的浪費(fèi)，維修和管理的不便。隨著能源問題的日益嚴(yán)重，以低品位熱能作為夏季空調(diào)動(dòng)力成為迫切需要。目前北方地區(qū)大量的熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)在夏季由于無熱負(fù)荷而無法運(yùn)行，使得電力負(fù)荷出現(xiàn)高峰的夏季熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電設(shè)施反而停機(jī)，或者按純發(fā)電模式低效運(yùn)行。如果可以用熱電聯(lián)產(chǎn)的余熱驅(qū)動(dòng)空調(diào)，既省下空調(diào)電耗，又可使熱電聯(lián)產(chǎn)電廠正常運(yùn)行，增加發(fā)電能力。這樣即可減緩夏季供電壓力，又提高能源利用率，是熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。在建筑物內(nèi)設(shè)置燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電承擔(dān)建筑的部分用電負(fù)荷，同時(shí)利用發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱解決建筑的供熱，供冷問題（BCHP：BuildingCombinedHeat&PowerGeneration）將是今后建筑物能源系統(tǒng)的最佳解決方案之一。優(yōu)化BCHP的一個(gè)重要課題是使熱電冷負(fù)荷的彼此匹配，而找到可以實(shí)現(xiàn)高體積利用率的高效蓄能方式成為優(yōu)化BCHP系統(tǒng)的關(guān)鍵。綜上所述，空調(diào)的廣泛需求，人居環(huán)境健康的需要和能源系統(tǒng)平衡的要求，對目前空調(diào)方式提出了挑戰(zhàn)。新的空調(diào)應(yīng)該具備的特點(diǎn)為：減少室內(nèi)送風(fēng)量，部分采用與采暖系統(tǒng)公用的末端方式；加大室外新風(fēng)量，但又不增加處理能耗；取消潮濕表面，采用新的除濕途徑；少用電能，以低品位熱能為動(dòng)力；能夠?qū)崿F(xiàn)高體積利用率的高效蓄能。能夠?qū)崿F(xiàn)各種空氣處理工況的順利轉(zhuǎn)換。從如上要求出發(fā)，目前普遍認(rèn)為溫、濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)可能是一個(gè)有效的解決途徑。2溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)簡介2.1溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)的理念[1]溫度濕度獨(dú)立控制的空調(diào)系統(tǒng)，就是向室內(nèi)送入經(jīng)過處理的新風(fēng)，承擔(dān)室內(nèi)濕負(fù)荷，根據(jù)氣候差異，一般夏季對新風(fēng)進(jìn)行降溫除濕處理，冬季對新風(fēng)進(jìn)行加熱加濕處理，有的地區(qū)新風(fēng)全年需要降溫除濕。在溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)中，新風(fēng)不僅承擔(dān)排除室內(nèi)二氧化碳和VOC等衛(wèi)生方面的要求，還要起到調(diào)節(jié)室內(nèi)濕環(huán)境的作用；采用另外獨(dú)立的系統(tǒng)夏季產(chǎn)生17~20℃冷水、冬季產(chǎn)生32～40℃的熱水送入室內(nèi)干式末端裝置，承擔(dān)室內(nèi)顯熱負(fù)荷。系統(tǒng)的組成如圖1所示。采用兩套獨(dú)立的系統(tǒng)分別控制和調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度和溫度，從而避免了常規(guī)系統(tǒng)中溫濕度聯(lián)合處理所帶來的能源浪費(fèi)和空氣品質(zhì)的降低；由新風(fēng)來調(diào)節(jié)濕度，顯熱末端調(diào)節(jié)溫度，可滿足房間熱濕比不斷變化的要求，避免了室內(nèi)濕度過高過低的現(xiàn)象。溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)處理顯熱的系統(tǒng)處理濕度的系統(tǒng)冷熱源：高溫冷水機(jī)組鍋爐、熱泵干式末端：干式風(fēng)機(jī)盤管輻射板新風(fēng)處理機(jī)送風(fēng)末端裝置圖1溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)的基本組成2.2和常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的比較傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的常見模式是新風(fēng)加風(fēng)機(jī)盤管形式，以此為例說明溫濕度獨(dú)立控制的空調(diào)系統(tǒng)和常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的差別，參見表1。由表1知，兩種空調(diào)系統(tǒng)在系統(tǒng)組成和各組成部分承擔(dān)的環(huán)境控制任務(wù)等方面有了一定的差別，這使得溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法也隨之做相應(yīng)的改變，如表2所示。表1溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)和常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)綜合比較常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)溫度濕度獨(dú)立控控制的空調(diào)調(diào)系統(tǒng)冷源7~12℃冷源源，承擔(dān)所所有負(fù)荷，電電制冷機(jī)的的COP為3~617~20℃冷冷源即可，只只需承擔(dān)房房間顯熱負(fù)負(fù)荷；電制制冷機(jī)的CCOP能達(dá)達(dá)到7~110；且可可由多種自自然冷源提提供新風(fēng)機(jī)新風(fēng)僅滿足衛(wèi)生生要求，一一般處理到到室內(nèi)空氣氣的等焓點(diǎn)點(diǎn)（或等含含濕量點(diǎn)），無無調(diào)節(jié)濕度度的要求對新風(fēng)進(jìn)行處理理，送入室室內(nèi)干燥的的新風(fēng)，調(diào)調(diào)節(jié)室內(nèi)濕濕環(huán)境室內(nèi)末端普通的風(fēng)機(jī)盤管管，冷凝除除濕，系統(tǒng)統(tǒng)中存在潮潮濕表面，霉霉菌滋生的的溫床干式末端：干式式風(fēng)機(jī)盤管管或輻射板板，系統(tǒng)中中不存在潮潮濕表面，無無霉菌滋生生的隱患室內(nèi)環(huán)境控制手手段室內(nèi)末端同時(shí)調(diào)調(diào)節(jié)溫濕度度，很難滿滿足大范圍圍變化的熱熱濕比新風(fēng)調(diào)節(jié)室內(nèi)濕濕度，干式式末端調(diào)節(jié)節(jié)室內(nèi)溫度度，滿足變變化的室內(nèi)內(nèi)熱濕比要要求表2溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)和常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的比較常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)溫度濕度獨(dú)立控控制的空調(diào)調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確確定室內(nèi)、外外空氣計(jì)算算參數(shù)，新新風(fēng)量根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確確定室內(nèi)、外外空氣計(jì)算算參數(shù)，新新風(fēng)量負(fù)荷計(jì)算計(jì)算室內(nèi)的全熱熱負(fù)荷（實(shí)實(shí)際上也是是分別計(jì)算算），一般般不作區(qū)分分分別計(jì)算室內(nèi)顯顯熱負(fù)荷、濕濕負(fù)荷新風(fēng)送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)點(diǎn)送風(fēng)點(diǎn)一般是室室內(nèi)空氣等等焓點(diǎn)（或或等含濕量量點(diǎn)），高高于（或等等于）室內(nèi)內(nèi)含濕量根據(jù)送風(fēng)點(diǎn)確定定新風(fēng)處理理的顯熱負(fù)負(fù)荷、濕負(fù)負(fù)荷新風(fēng)承擔(dān)室內(nèi)濕濕負(fù)荷，由由濕負(fù)荷和和新風(fēng)量確確定送風(fēng)點(diǎn)點(diǎn)，比室內(nèi)內(nèi)設(shè)定含濕濕量低根據(jù)送風(fēng)點(diǎn)確定定新風(fēng)處理理的顯熱負(fù)負(fù)荷、濕負(fù)負(fù)荷冷、熱源的形式式冷源：冷水機(jī)組組（7℃供水）熱源：鍋爐或集集中供熱冷熱源一體：熱熱泵冷源：冷水機(jī)組組（17℃供水）熱源：鍋爐或集集中供熱冷熱源一體：熱熱泵冷熱源容量根據(jù)總的空調(diào)負(fù)負(fù)荷確定冷冷熱源的容容量根據(jù)室內(nèi)顯熱負(fù)負(fù)荷確定冷冷熱源的容容量新風(fēng)處理形式普通的新風(fēng)機(jī)組組，通過表表冷器利用用冷凝方式式對新風(fēng)進(jìn)進(jìn)行除濕，根根據(jù)需要選選擇另外的的加濕、熱熱回收等設(shè)設(shè)備根據(jù)新風(fēng)量選擇擇合適的機(jī)機(jī)組容量溶液熱回收型新新風(fēng)處理機(jī)機(jī)，利用溶溶液的吸、放放濕特性處處理空氣，具具備對空氣氣進(jìn)行除濕濕、加濕、全全熱回收等等多種功能能。根據(jù)新新風(fēng)量選擇擇合適的機(jī)機(jī)組容量室內(nèi)末端普通的風(fēng)機(jī)盤管管干式風(fēng)機(jī)盤管，若若選用普通通風(fēng)機(jī)盤管管則需校核核其運(yùn)行干干工況時(shí)的的冷量；輻射板，通過輻輻射方式供供冷供暖3溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.1新風(fēng)送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的確定新風(fēng)承擔(dān)室內(nèi)濕負(fù)荷（潛熱負(fù)荷），而由其他設(shè)備排除其余顯熱，因此對新風(fēng)的送風(fēng)溫度要求并不嚴(yán)格，只須按式（3-1）確定送風(fēng)含濕量， (3SEQ公式\*ARABIC\s11)其中，ρ為空氣密度，kg/m3；G為人均新風(fēng)量，m3/h?人；ωr為室內(nèi)設(shè)計(jì)含濕量，g/kg；ωo為新風(fēng)送風(fēng)含濕量，g/kg；L為人均濕負(fù)荷，g/hr?人。例如，當(dāng)室內(nèi)含濕量設(shè)定值為12.6g/kg，人均濕負(fù)荷為150g/hr?人，人均新風(fēng)量為30m3/h?人，則根據(jù)上式計(jì)算得到的新風(fēng)的送風(fēng)含濕量為8.4g/kg。3.2高溫冷源的選擇在溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)中，只需要17~20℃的冷水來帶走顯熱負(fù)荷，此溫度的冷源可由多種方式提供：天然冷源（如土壤源換熱器、水源熱泵等），人工冷源（比如離心式冷水機(jī)組）。下面分別對幾種高溫冷源作介紹。3.2.1土壤源換熱器在我國有些地區(qū)可以在夏季采用土壤源換熱器直接輸送冷量，而無需開啟制冷機(jī)。土壤源系統(tǒng)利用地下土壤作為空調(diào)系統(tǒng)的吸熱和排熱場所，研究表明：在地下10m以下的土壤溫度基本上不隨外界環(huán)境及季節(jié)變化而變化，且約等于當(dāng)年平均氣溫。由附表2可知，我國不少地區(qū)的年平均氣溫低于15℃，夏季可以直接利用土壤源這一天然冷源去除室內(nèi)的顯熱負(fù)荷，不必開啟熱泵，土壤源換熱器的夏季運(yùn)行模式見圖2（a）。冬季時(shí)，需要開啟熱泵，從土壤中取熱，經(jīng)過熱泵提升后供給用戶使用；由管路實(shí)現(xiàn)冬、夏運(yùn)行模式的切換，冬季運(yùn)行模式見圖2（b）。圖2土壤源系統(tǒng)工作原理圖地下埋管換熱器是土壤源系統(tǒng)的核心部件，按照埋地?fù)Q熱器的埋管形式不同，可分為水平埋管、垂直埋管和螺旋埋管三種類型，布置形式分別見圖3。除埋管形式外，土壤溫度、土壤的特性（比如土壤類型、熱特性、熱傳導(dǎo)性、密度、濕度）等也是影響土壤源熱泵系統(tǒng)的性能的主要因素，對于實(shí)際的建筑，應(yīng)綜合考慮各種因素來進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)選型。圖3土壤源熱泵系統(tǒng)埋管形式3.2.2水源熱泵（深井回灌技術(shù)）水源熱泵方式與土壤源熱泵系統(tǒng)類似，利用天然冷源實(shí)現(xiàn)空調(diào)夏季供冷與冬季供暖的需求。其系統(tǒng)原理圖如圖4示，夏季直接通過換熱裝置將地下水的冷量用于去除建筑的顯熱負(fù)荷，無需開啟熱泵；冬季開啟熱泵機(jī)組，蒸發(fā)器的冷量由地下水帶走，冷凝器的排熱量用于建筑供暖。圖4水源熱泵系統(tǒng)冬夏運(yùn)行原理圖建筑所在地區(qū)的水文地質(zhì)條件是采用水源熱泵系統(tǒng)的先決條件，國內(nèi)的地下水源熱泵系統(tǒng)基本上都選擇地下含水層為礫石和中粗砂地域，避免在中細(xì)砂區(qū)域設(shè)立項(xiàng)目。應(yīng)根據(jù)所在地域的地質(zhì)條件（含水層深度、厚度、含水層砂層粒度、地下水埋深、水力坡度和水質(zhì)等），合理選擇地下水回灌方式，并綜合考慮系統(tǒng)的運(yùn)行模式進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。人工冷源由于天然冷源的利用往往受到地理環(huán)境、氣象條件以及使用季節(jié)的限制，有些場合還不得不采用人工冷源。對于溫度濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)，冷水機(jī)組制備高溫冷水，和常規(guī)制取低溫冷水的工況比，冷水機(jī)組的蒸發(fā)溫度顯著提高、耗功減小，可以有效地提高機(jī)組的性能系數(shù)COP。與常規(guī)的冷水機(jī)組相比，高溫冷水機(jī)組最大的特點(diǎn)為壓縮機(jī)處于小壓縮比工況下運(yùn)行。這就需要對常規(guī)冷水機(jī)組（蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)或吸收式制冷系統(tǒng)）采取相應(yīng)措施來來提高蒸發(fā)溫度，降低冷凝溫度，滿足輸出高溫冷水的要求。一方面可提高蒸發(fā)器的K值或增加蒸發(fā)器、冷凝器面積來提高蒸發(fā)器和冷凝器的傳熱性能，另外需要改善壓縮機(jī)的性能來達(dá)到目的。比如對于活塞式機(jī)組，需盡可能選取內(nèi)容積比較小的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，也可采用具有自適應(yīng)特性的活塞式壓縮機(jī)；對于離心式冷水機(jī)組，可以控制壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速、在壓縮機(jī)進(jìn)氣口安裝節(jié)流閥或控制進(jìn)口導(dǎo)葉開度控制制冷劑流量。由于離心式壓縮機(jī)制冷量隨蒸發(fā)溫度升高呈現(xiàn)比活塞式壓縮機(jī)制冷量上升更快的趨勢，離心式壓縮機(jī)作為高溫冷水機(jī)組比活塞式更加合適。目前已有的高溫冷水機(jī)組的產(chǎn)品：三菱重工微型離心式高溫冷水機(jī)組[1]，采用雙級(jí)壓縮+經(jīng)濟(jì)器的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)和傳熱性能優(yōu)異的高效傳熱管，優(yōu)化設(shè)計(jì)離心式壓縮機(jī)葉輪和軸承，并進(jìn)行優(yōu)化控制，使得離心式冷水機(jī)組小型化，并具有較高的性能系數(shù)COP。除三菱重工外，其他廠家的常規(guī)的冷水機(jī)組采用前述性能改善措施后，也可被選為溫濕度獨(dú)立控制的高溫冷源。上述人工冷源，對于不需要冬季供熱或冬季采用集中供熱的建筑，已經(jīng)能滿足溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)的要求。但是，對于無集中供熱的建筑，除節(jié)所述土壤源熱泵機(jī)組，節(jié)所述水源熱泵機(jī)組外，可采用空氣源熱泵機(jī)組，夏季制冷得到18℃高溫冷水，冬季制熱得到35℃低溫?zé)崴Ｈ绱?，對于寒冷地區(qū)，可以采用雙級(jí)熱泵系統(tǒng)或雙級(jí)耦合熱泵系統(tǒng)，既能良好得解決冬季供熱問題，同時(shí)還能獲得較高的COP。對于冬季環(huán)境溫度不太低的溫暖地區(qū)，可以采用雙級(jí)壓縮的離心式熱泵冷水機(jī)組[1]，夏季通過冷卻塔制取冷水，制冷系統(tǒng)制備高溫冷水；冬季將冷卻塔的冷卻介質(zhì)更換為不易結(jié)冰的載冷劑（比如乙二醇溶液），載冷劑在蒸發(fā)器和冷卻塔中循環(huán)，在冷凝器中制備向建筑供熱的熱水。從而很好的滿足溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)冬、夏的冷、熱源的需求。3.3新風(fēng)機(jī)組處理形式在溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)中，新風(fēng)機(jī)組處理出足夠干燥的新風(fēng)，承擔(dān)室內(nèi)濕度控制的任務(wù)。根據(jù)除濕方式的不同，可分為冷凝除濕和溶液除濕兩種方式。普通新風(fēng)機(jī)組通常把空氣處理到室內(nèi)狀態(tài)的等焓點(diǎn)（或等含濕量點(diǎn)），絕對濕度比室內(nèi)空氣絕對濕度高（或相等）。要想把新風(fēng)處理到更低的絕對濕度，一般要求表冷器排數(shù)更多，供水的溫度更低，需要仔細(xì)校核計(jì)算。而且經(jīng)過冷凝除濕，空氣溫度很低，低溫送風(fēng)降低室內(nèi)舒適性，如果再熱，冷熱抵消造成能源浪費(fèi)。溶液熱回收型新風(fēng)機(jī)組不是普通意義上的新風(fēng)機(jī)組，它是集冷熱源，全熱回收段，新風(fēng)加濕、除濕處理段，過濾段，風(fēng)機(jī)段為一體的新風(fēng)處理設(shè)備，獨(dú)立運(yùn)行滿足全年新風(fēng)處理要求，無需額外的冷卻塔等輔助設(shè)備。從能源利用角度看，溶液熱回收型新風(fēng)機(jī)組是一種能量熱回收裝置，高效節(jié)能；從空調(diào)安全角度看，它能提供清潔、健康、安全的空氣；從空氣熱濕處理功能看，它可以高效除去新風(fēng)中水分，能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)溫濕度獨(dú)立控制和精確控制；能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)空氣干工況運(yùn)行，消除室內(nèi)空氣處理濕表面，避免滋生細(xì)菌，有利于保障室內(nèi)良好的空氣品質(zhì)，克服“病態(tài)建筑綜合癥”。溶液熱回收型新風(fēng)機(jī)組匯集上述所有這些特點(diǎn)和優(yōu)勢于一身而成為整體式新風(fēng)機(jī)組，因此，只要是需要新風(fēng)的場合均可選用，如各類民用建筑、公共建筑、工業(yè)建筑等，對空氣品質(zhì)要求較高的場合該機(jī)組更顯優(yōu)勢。圖5溶液除濕機(jī)組空氣處理過程3.4顯熱末端裝置溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)顯熱末端裝置的任務(wù)主要是排出室內(nèi)顯熱余熱，主要包括室外空氣通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱、太陽輻射通過非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)部分的導(dǎo)熱熱量、通過透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的投射、吸收后進(jìn)入室內(nèi)的熱量，以及工藝設(shè)備散熱、照明裝置散熱以及人員散熱。用于去除顯熱的末端設(shè)備主要由干式風(fēng)機(jī)盤管和輻射末端兩種方式，下面分別介紹兩種末端的設(shè)計(jì)選型辦法。3.4.1干式風(fēng)機(jī)盤管溫、濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)盤管在干工況下運(yùn)行，在設(shè)計(jì)選型時(shí)需要注意。如果樣本上給出了干工況下的運(yùn)行參數(shù)，可參照樣本選擇。在大多數(shù)情況下，國內(nèi)生產(chǎn)的普通風(fēng)機(jī)盤管僅有濕工況下的參數(shù)，不能根據(jù)該工況下的制冷量選定盤管型號(hào)。這是由于干工況下風(fēng)機(jī)盤管的供回水溫度由傳統(tǒng)的7~12℃變?yōu)?7~20℃，盤管表面的平均溫度升高，和室內(nèi)空氣的溫差減小，使得盤管實(shí)際供冷量或和一般設(shè)備樣本中的數(shù)據(jù)有很大差別，需要根據(jù)實(shí)際情況仔細(xì)校核計(jì)算，尤其不能按照樣本供冷量選型。一種簡單的核算辦法是通過風(fēng)機(jī)盤管的供熱工況進(jìn)行反算得到風(fēng)機(jī)盤管的KF，進(jìn)而計(jì)算其在干工況下釋放的冷量。一般風(fēng)機(jī)盤管樣本給出了在標(biāo)準(zhǔn)工況下的冷、熱量，可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)供熱量及供回水溫度由式(3-2)反算出KF， (3SEQ公式\*ARABIC\s12)將求得的KF帶入式(3-3)，根據(jù)供冷工況下設(shè)計(jì)供水溫度，得到干工況下實(shí)際供冷量， (3SEQ公式\*ARABIC\s13)其中：Qh為標(biāo)準(zhǔn)工況下供熱量，W；Qc為干工況供冷量，W；K為傳熱系數(shù)，W/m2℃；F傳熱面積，m2；Δtm,h為供熱工況的對數(shù)平均溫差，℃；Δtm,c為供冷工況的對數(shù)平均溫差，℃。由上述辦法核算結(jié)果舉例如表3。由計(jì)算結(jié)果可以看出，給定供回水溫度的情況下，同一盤管干工況的供冷量約為濕工況的40%，但由于不需要除濕，盤管所需承擔(dān)的負(fù)荷減小，實(shí)際增加的盤管面積需根據(jù)工況仔細(xì)計(jì)算。表3風(fēng)機(jī)盤管在不同工況下的工作性能干工況濕工況型號(hào)FP-5FP-10FP-5FP-10額定風(fēng)量m3//h61910586191058室內(nèi)狀態(tài)干球：26℃相對濕度：500%干球：26℃相對濕度：500%干球：26℃相對濕度：500%干球：26℃相對濕度：500%冷水供回水溫度度℃17/21℃17/21℃7/12℃7/12℃送風(fēng)狀態(tài)干球：20.77℃相對濕度：699%干球：20.66℃相對濕度：699%干球：14.22℃相對濕度：955%干球：14.00℃相對濕度：955%冷量W1102191429765312另外，由于風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)側(cè)負(fù)荷減小，如采用常規(guī)水路并聯(lián)式的盤管將會(huì)導(dǎo)致水側(cè)溫差很小，因此建議使用水路串連式的盤管，加大水側(cè)溫差。水路并聯(lián)改串連后雖然會(huì)增大水側(cè)的壓降，但同整個(gè)系統(tǒng)相比這部分壓降的比例并不大。另外，冷凍水供水溫度高于室內(nèi)設(shè)計(jì)露點(diǎn)溫度，不會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)水，取消了傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)中的凝結(jié)水管。在相同風(fēng)量下，風(fēng)機(jī)盤管在干工況下運(yùn)行風(fēng)側(cè)壓降可減小30%左右。由于不存在結(jié)露的危險(xiǎn)供回水管的保溫也可取消，使其同時(shí)起一些吸收顯熱的作用。輻射末端一般而言，輻射末端裝置可以大致劃分為兩大類：一類是沿襲輻射供暖樓板的思想，將特制的塑料管直接埋在水泥樓板中，形成冷輻射地板或樓板；另一類是以金屬或塑料為材料，制成模塊化的輻射板產(chǎn)品，安裝在室內(nèi)形成冷輻射吊頂或墻壁，這類輻射板的結(jié)構(gòu)形式多種多樣。毛細(xì)管屬于第二類情況，它本身是一種優(yōu)良的干式末端，其主要優(yōu)勢為熱效率高、調(diào)節(jié)速度快、占用空間小、可靈活配合各種裝修方式，更適于冷負(fù)荷較大、調(diào)節(jié)要求高的場所。但由于目前產(chǎn)品主要依靠進(jìn)口，造價(jià)偏高。輻射末端在供冷模式下，由于供水溫度不能太低，否則有結(jié)露的危險(xiǎn)，一般供水溫度不低于16℃，供冷量不超過50W/m2，因此要求建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)及室內(nèi)發(fā)熱量不能太大。另外，為保證輻射末端的供冷量，應(yīng)盡量減少輻射表面熱阻。如輻射末端鋪設(shè)在地面上，不應(yīng)鋪木質(zhì)地板或地毯；如輻射末端在天花板，則不能吊頂。4.溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)的控制方案溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)較之常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)更為簡單，總體思路是通過調(diào)節(jié)送風(fēng)的含濕量和風(fēng)量來控制室內(nèi)的濕度，而通過調(diào)節(jié)室內(nèi)末端（如干式風(fēng)機(jī)盤管）的制冷量（如調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)盤管的風(fēng)量）和冷機(jī)的出水溫度來控制室內(nèi)的溫度，從而實(shí)現(xiàn)精確的室內(nèi)熱環(huán)境控制和調(diào)節(jié)。在濕度控制中，溶液除濕新風(fēng)機(jī)（以下簡稱新風(fēng)機(jī)）能夠接收上級(jí)控制系統(tǒng)（模塊）的調(diào)節(jié)命令，對送風(fēng)的含濕量和風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，考慮到自動(dòng)控制系統(tǒng)的復(fù)雜性和可靠性，新風(fēng)機(jī)的送風(fēng)含濕量均設(shè)定在設(shè)計(jì)工況下（新風(fēng)機(jī)自帶溫濕度傳感器測量送風(fēng)含濕量并反饋到新風(fēng)機(jī)控制模塊，通過該控制模塊調(diào)節(jié)送風(fēng)含濕量到設(shè)定值），通過調(diào)節(jié)各空調(diào)房間的送風(fēng)量實(shí)現(xiàn)對濕度的控制。需要說明的是，雖然送風(fēng)溫度對房間負(fù)荷有一定的影響，但由于新風(fēng)機(jī)送風(fēng)溫度一般都在18~23℃之間變化，均低于室內(nèi)溫度，且溫濕度獨(dú)立空調(diào)系統(tǒng)有單獨(dú)的溫度控制方式，因此對送風(fēng)溫度一般不再單獨(dú)調(diào)節(jié)。在各空調(diào)房間放置溫度和（相對）濕度傳感器，自控系統(tǒng)可以通過房間當(dāng)前溫濕度狀態(tài)得到該房間需求的新風(fēng)量，并控制相應(yīng)末端風(fēng)機(jī)的風(fēng)量到需求值，滿足濕度控制要求。同時(shí)，通過放置在新風(fēng)機(jī)送風(fēng)口的壓力傳感器控制送風(fēng)機(jī)的頻率，保持新風(fēng)機(jī)送風(fēng)口的壓力穩(wěn)定，以保證在部分房間風(fēng)量變化時(shí)其它房間風(fēng)量維持不變。需要注意的是：第一，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)選擇的新風(fēng)機(jī)風(fēng)量要合適，在最不利工況下需要的風(fēng)量不得超過新風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量；第二，應(yīng)合理布置送、回風(fēng)道，特別是送風(fēng)道要能夠保證最不利工況（風(fēng)量最小或負(fù)荷最大）房間的送風(fēng)量能夠滿足要求。在溫度控制中，主要是通過調(diào)節(jié)顯熱處理裝置的制冷量來控制室內(nèi)溫度。通過設(shè)置在空調(diào)房間或回風(fēng)道的溫濕度傳感器反饋的數(shù)據(jù)，自控系統(tǒng)可以得到各空調(diào)房間需求冷量與當(dāng)前供冷量的關(guān)系，以干式風(fēng)機(jī)盤管為例，通過調(diào)節(jié)干式風(fēng)機(jī)盤管的風(fēng)量（調(diào)節(jié)風(fēng)量檔次），來滿足房間溫度控制需求。當(dāng)通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)盤管的風(fēng)量無法滿足室內(nèi)顯熱負(fù)荷需求時(shí)，則需要通過調(diào)節(jié)冷水溫度來滿足需求，比如風(fēng)機(jī)盤管最大風(fēng)量時(shí)冷量不夠，則需要降低冷水的出水溫度。同時(shí)，如果當(dāng)前房間顯熱負(fù)荷較小，風(fēng)機(jī)盤管最小風(fēng)量時(shí)冷量仍然較大，則可以通過風(fēng)機(jī)盤管的通斷控制來調(diào)節(jié)供冷量。上述溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)的自控原理如下圖所示：末端送風(fēng)機(jī)末端送風(fēng)機(jī)(閥)溫濕度傳感器濕度溫度干盤管變頻器ΔP壓力傳感器壓力傳感器壓力傳感器新風(fēng)機(jī)組圖6溫濕度獨(dú)立空調(diào)系統(tǒng)控制原理圖5經(jīng)濟(jì)性比較和常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)相比，溫、濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)最大的區(qū)別就是新風(fēng)處理方式不同。普通新風(fēng)機(jī)組通常只包括表冷器、加濕器、風(fēng)機(jī)等，需提供另外冷、熱水才能對空氣進(jìn)行相應(yīng)的處理，而提供冷、熱水則需要冷機(jī)、鍋爐、冷卻塔、冷凍水泵，冷卻水泵及水管等一系列設(shè)備，常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成參見圖7。按冷量折算，設(shè)備初投資約為800～1500元/kW，如果系統(tǒng)需要供熱，還要加上鍋爐等的造價(jià)。系統(tǒng)運(yùn)行綜合COP一般小于3。圖7常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)圖8溫濕度獨(dú)獨(dú)立控制空空調(diào)系統(tǒng)溫、濕度獨(dú)立控制空調(diào)采用溶液熱回收型新風(fēng)機(jī)組處理新風(fēng)，該設(shè)備不是普通意義上的新風(fēng)機(jī)組，它是集冷熱源，全熱回收段，新風(fēng)加濕、除濕處理段，過濾段，風(fēng)機(jī)段為一體的新風(fēng)處理設(shè)備，獨(dú)立運(yùn)行滿足全年新風(fēng)處理要求，其工作原理參見圖8。該新風(fēng)機(jī)組內(nèi)置溶液式全熱回收裝置，熱效率高，有效降低了新風(fēng)處理能耗；內(nèi)部熱泵系統(tǒng)中蒸發(fā)器的冷量和冷凝器的排熱量均得到了有效利用，機(jī)組運(yùn)行綜合COP可達(dá)5以上；而且無新、排風(fēng)的交叉污染問題。（1）新風(fēng)機(jī)組初投資與運(yùn)行費(fèi)用比較以一臺(tái)4000m3/h風(fēng)量的溶液熱回收型新風(fēng)機(jī)組為例，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性對比分析。4000型溶液熱回收型新風(fēng)機(jī)組造價(jià)為12萬，提供的冷量為83kW，折算成單位冷量的價(jià)格為1440元/kW。常規(guī)系統(tǒng)按1000元/kW冷量計(jì)算，則溶液式空調(diào)系統(tǒng)比常規(guī)系統(tǒng)設(shè)備多投資440/kW元。溶液熱回收型新風(fēng)機(jī)COP按5計(jì)算，常規(guī)新風(fēng)機(jī)COP按3計(jì)算，則每提供kWh的冷量可節(jié)約0.133度電。當(dāng)電價(jià)分別為0.6、0.8和1.0元/度時(shí)，采用溶液熱回收型新風(fēng)機(jī)組的投資回收期見表4。表4新風(fēng)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性比較電價(jià)（元/度）每kWh冷量節(jié)省省運(yùn)行費(fèi)用用（元/kWhh）初投資多出（元/kW）投資回收期（小時(shí)）投資回收期（年）*0.60.079844055141.510.80.106444041351.131091*新風(fēng)機(jī)按每天開10小時(shí)計(jì)算。（2）余熱消除末端裝置處理顯熱負(fù)荷的設(shè)備和常規(guī)系統(tǒng)相比，由于不需要除濕，所需冷水的溫度可從7℃提高到17℃即滿足要求。冷水溫度提高后，則盤管表面溫度也提高了，需要增加換熱面積才能滿足要求，考慮到所需處理負(fù)荷減小的因素，盤管實(shí)際換熱面積增加接近1倍。處理相同的冷量，按照所需盤管面積增加1倍計(jì)算，增加投資約為200元/kW。如果存在土壤源換熱器等“免費(fèi)”的冷源的話，則冷機(jī)減小的投資和節(jié)省的運(yùn)行費(fèi)將遠(yuǎn)大于盤管增加的投資。如果實(shí)際工程中沒有“免費(fèi)”冷源的話，利用現(xiàn)有的制冷機(jī)提供17℃冷水，COP至少可提高10%（COP按3.3計(jì)算），輸配系統(tǒng)能耗不變。當(dāng)電價(jià)分別為0.6、0.8和1.0元/度時(shí)，余熱末端裝置的投資回收期詳見表5。表5余熱消除末端裝置經(jīng)濟(jì)性比較（常規(guī)制冷機(jī)制備17℃冷水）電價(jià)（元/度）每kWh冷量節(jié)省省運(yùn)行費(fèi)用用（元/kWh）初投資多出（元/kW）投資回收期（小時(shí)）投資回收期（年）*0.60.018200111113.040.80.02420083332.2810.03020066671.83*風(fēng)機(jī)盤管按每天開10小時(shí)計(jì)算。若采用根據(jù)17℃冷水溫度設(shè)計(jì)的冷水機(jī)組，COP可提高30%（COP按3.9計(jì)算）。經(jīng)濟(jì)性比較見表6，表6余熱消除末端裝置經(jīng)濟(jì)性比較（高溫冷水機(jī)組制冷機(jī)）電價(jià)（元/度）每kWh冷量節(jié)省省運(yùn)行費(fèi)用用（元/kWh）初投資多出（元/kW）投資回收期（小時(shí)）投資回收期（年）0.60.04620043481.190.80.06220032260.8810.07720025970.71附錄1：.滿足衛(wèi)生要求的新風(fēng)量和滿足濕度控制的新風(fēng)量一致性一般空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，新風(fēng)用來提供新鮮空氣，消除室內(nèi)污染物。新風(fēng)需求量分為人員部分和建筑部分[2]。前者和室內(nèi)人數(shù)成正比，稀釋室內(nèi)人員本身及其活動(dòng)產(chǎn)生的污染物，可根據(jù)人數(shù)變化進(jìn)行調(diào)節(jié)；后者與建筑面積成正比，稀釋由建筑材料、家具、室內(nèi)與人數(shù)